книги / Технология бурения наклонно направленных скважин с большим отклонением забоя от вертикали

На рис., 1.3 представлена схема типового проектного профиля и кон­ струкции НСБО, которые были запроектированы на первой стадии разработки месторождения. Скважины проектируются строительством с кустовой ледостойкой морской стационарной платформы на неф­ тяном месторождении «Приразломное» в Печорском море.

Таблица 1.2

Проектная конструкция скв. 1 СКТ (Северо-Копанская технологическая)

12

Из приведенного краткого обзора видно, что бурение НСБО в на­ шей стране ведется на современном уровне достижений мирового опыта. Следует особо подчеркнуть, что специалистам ОАО «Рос- нефть-Сахалинморнефтегаз» первым удалось осуществить промыш­ ленную разработку углеводородов шельфа дальневосточных морей Российской Федерации путем организации и внедрения технологии бурения наклонных, горизонтальных скважин с большими отклоне­ ниями забоя от вертикали [11].

1.2.Зарубежный опыт бурения НСБО

За рубежом широкое внедрение горизонтального и наклонно на­ правленного метода бурения скважин с большим отклонением ство­ ла от вертикали явилось результатом внедрения в практику строи­ тельства скважин новых, оригинальных технически совершенных ус­ тройств для набора и стабилизации кривизны; геофизической аппа­ ратуры для управления и контроля траектории ствола скважин, бу­ ровых растворов и технологических решений.

Эго позволило ряду фирм достичь рекордных по величине от­ клонений ствола от вертикали. Данные по некоторым из этих рекорд­ ных скважин представлены в табл. 1.3.

Одним из лидеров в области бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин с большим отклонением от вертикали явля­ ется Норвегия, где бурение таких скважин велось в Северном море [12].

Вначале план разработки месторождения Галлафакс строился на бурении наклонно направленных скважин с зенитными углами до 60° при максимальном отклонении до 3000 м. Развитие наклонно направ­ ленного и горизонтального бурения потребовало пересмотра этих планов. Представилась возможность увеличить зенитный угол ствола скважины до 85° и обеспечить отход забоя от вертикали более 5000 м. Достигнуты значительные успехи, а именно: еще в 1991 г. фирма Statoil установила рекорд бурения наклонно направленных скважин

судлиненным стволом. Скважина С-2 была пробурена с морской платформы Statfiord С, горизонтальное отклонение ствола - 6000 м, длина ствола скважины - 7250 м при глубине по вертикали 2697 м.

В1995 г. с платформы Statfiord С была пробурена скважина С-2

сгоризонтальным отходом на 7290 м при глубине скважины по ство­ лу 8761 м[12].

Скважина имеет следующую конструкцию:

-направление 0 30" (762 мм) - 332 м;

-кондуктор 0 20" (508 мм) - 637 м;

15

-I промежуточная колонна 0 13 3/8" (340 мм) - 2078 м;

Профиль скважины 3-интервальный. Начало зарезки - 684 м, при этом на глубине 637 м зенитный угол уже равнялся 5,4°. Набор кри­ визны осуществлялся отклоняющей КНБК, включающей долото 0 17 Уг (444,5 мм), забойный двигатель 0 9 5/8" (245 мм) с после­ довательным изменением угла изгиба отклонителя от 0°30' до 0°50\ Этой компоновкой бурение велось до угла = 63,7° со средней ин­ тенсивностью 0,5°...0,6°/10 м. На глубину 2078 м была спущена и за­ цементирована обсадная колонна 0 13 3/8". Далее зенитный угол был увеличен до а2 = 84° на глубине 2613 м отклоняющей КНБК, вклю­ чающей долото 0 311,1 мм, забойный двигатель 0 8" с углом изги­ ба отклонителя 0°30'. Интервал бурения от 2613 м до 7409 м произ­ водили роторным способом с применением КНБК, включающей ре­ гулируемые стабилизаторы, обеспечивающие стабилизацию параме­ тров искривления. На глубину 7409 м при а2 = 84° была спущена и зацементирована обсадная колонна 0 245 мм.

Бурение интервала 7409...8761 м осуществлялось забойным дви­ гателем 0 6 3/4" с использованием MWD. Однако, зенитный угол уменьшился до 78°. Хвостовик 0 7" был спущен на глубину 8489 м. В процессе строительства скважины проблемы были связаны с очи­ сткой ствола от выбуренной породы при бурении долотами 0 17 1/2" и 0 13 3/8". Количество прокачиваемой жидкости было увеличено до 71,6 л/с. С целью уменьшения зазора в кольцевом пространстве на этих интервалах применяли бурильные трубы 0 6 5/8" (168 мм).

По мере углубления скважины увеличивали плотность бурового раствора с 1,12 г/см2 на глубине 1500...2000 м до 1,50...1,54 г/см3 на глубине 6000...8761 м. Производительность насоса при бурении до­ лотом 0 215,9 мм составляла 21,6...23,3 л/с. В интервале 7409...8761 м применяли раствор на нефтяной основе. В процессе цементирования применяли различные сорта цемента с химическими добавками для регулирования сроков схватывания цемента.

Строительство скважины было закончено за 141 день, из которых чистое бурение - 91 день. Средняя проходка на долото составила 96,3 м.

Начиная с 1993 г. компания British Petroleum (ВР) вела бурение на месторождении Wytch-Farm [13].

Первый успех был достигнут на скв. М-5. Истинная глубина этой скважины по вертикали 1605 м при протяженности ствола 8715 м и горизонтальным смещением забоя 8028 м, т. е. отношение гори­

17

зонтального смещения к истинной глубине по вертикали составило

Аог = 5,0.

В 1997 г. ВР совместно с компанией Schlumberger, была пробуре­ на скважина М-11У длиной 10658 м с отходом от вертикали 10114 м при фактической глубине по вертикали 1605 м, т. е. Кт = 6,3 [14].

При бурении этой скважины осуществлялся:

-эффективный контроль за плотностью бурового раствора во время бурения;

-безупречный контроль за направлением бурения (использова­ лась технология замеров и каротажа в процессе бурения компании Anadrill, и управляемая роторная буровая система Cameo, позволя­ ющая войти в коллектор точно на желаемой вертикальной глубине

исохранять нужную глубину, находясь в продуктивном пласте на протяжении почти 2000 м.

При бурении интервала 0 8 1/2" были сведены к минимуму поте­ ри вращательного момента и сил сопротивления при спуске обсад­ ной колонны 0 9 5/8".

При спуске обсадной колонны 0 244,5 мм на глубину 8890 м в ствол диаметром 311,1 мм была применена технология «плавучая об­ садная колонна». В этом случае обсадная колонна частично (ее ниж­ няя часть) заполняется воздухом, а верхняя часть колонны - буро­ вым раствором на углеводородной основе.

Для разделения воздуха и бурового раствора использовалась спе­ циальная флотационная манжета, которую можно было бы срезать в случае возникновения каких-либо проблем и спускать колонну обыч­ ным путем.

Наиболее важными факторами при использовании указанной тех­ нологии является облегчение веса обсадной колонны за счет частич­ ного заполнения колонны воздухом и снижения сил сопротивления при ее спуске.

В 1997-98 гг. компания Phillips пробурила скв. 24-ЗА-14 в Юж­ но-Китайском море с платформы Сицзян 24-3 глубиной по вертикали 2985 м с горизонтальным отклонением от вертикали, равным 8602 м, и общей протяженностью ствола скважины 9236 м.

Основой технологии, позволившей достичь этих результатов, бы­ ла новая система управления углом наклона ствола скважины. Эта си­ стема позволяет бурильщику дистанционно регулировать диаметр лопастей стабилизатора, благодаря чему угол наклона ствола можно изменять в реальном масштабе времени в процессе роторного буре­ ния. В результате горизонтальное смещение забоя и скорость проход­

18

ки увеличиваются. Разработчиком этой технологии является компа­ ния Halliburton.

Наиболее впечатляющих успехов добилась компания Total со­ вместно с Deminex и Pan American Energy [15,16], которые с 1996 г. пробурили ряд горизонтальных и наклонно направленных скважин с большим отклонением от вертикали на месторождении «Tierra del Fuego» (Аргентина), сведения по которым представлены в табл. 1.3. При проводке этих скважин были использованы практически все со­ временные достижения в технике и технологии, указанные выше.

В последние годы на шельфе Сахалина отечественными и зару­ бежными фирмами успешно пробурены несколько десятков НСБО с отходами забоев от вертикали А = 5,0-11,5 км с кустовых площадок на суше и со стационарных морских платформ [17].

19

ГЛАВА 2. ВЫБОР ВИДА СКВАЖИНЫ, ТИПА ПРОФИЛЯ И МЕТОДА РАЗМЕЩЕНИЯ ЗАБОЕВ СКВАЖИН НА СТРУКТУРЕ НЕФТЕГАЗОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Одним из основных путей существенного увеличения объемов добычи углеводородного сырья в стране является ускоренное осво­ ение морских нефтегазовых месторождений.

В последние годы в мировой практике нефтегазодобычи дости­ гнуты значительные успехи в промышленном освоении и проведе­ нии геолого-поисковых буровых работ на морских месторождениях. Отмеченные достижения оказались возможными благодаря широко­ му внедрению в практику буровых работ метода кустового наклон­ но направленного бурения, особенно на морских промыслах и в труд­ нодоступных районах, где площадь для размещения скважин огра­ ничена. Это предопределило в условиях подтверждения рентабель­ ности необходимость проводки скважин с большими отклонениями ствола от вертикали НСБО, в том числе горизонтальных (ГС) и мно­ гозабойных (МЗС).

Экономическая эффективность разработки месторождения ГС и МЗС может быть обеспечена и повышена при условии невысоких стоимостей строительства таких скважин. Так, если в настоящее вре­ мя стоимость строительства ГС на суше, в случае проведения буро­ вых работ по зарубежным программам, обходится приблизительно 2,0...3,5 млн дол., то уже на море, на примере Приразломного неф­ тяного месторождении (ПНМ), строительство одной ГС и МЗС со средней протяженностью горизонтального участка 1000 м при откло­ нении более 5 км от морской стационарной платформы (МСП), обой­ дется в 15... 19 и 22...27 млн дол. соответственно. И это не максималь­ но возможные капитальные затраты при строительстве, так как, к при­ меру, на Медынско-Варандейском, Колоколморском и Поморском лицензионных участках предполагается бурение ГС и МЗС (с расхо­ дящимися в противоположные стороны боковыми стволами) с про­ тяженностью горизонтальных участков от 1300 до 3800 м при макси­ мальной длине скважины 8200 м и более высокой стоимости [19,20].

Представленные в [19] проектные параметры профилей свиде­ тельствуют о том, что на стадии моделирования системы разработ­ ки месторождения для обеспечения высоких экономических показа­ телей посредством применения таких эффективных методов интен­ сификации притока и увеличения нефтеотдачи как бурение ГС и МЗС,

20